DE130686C

DE130686C -

Info

Publication number: DE130686C
Application number: DE1901130686D
Authority: DE
Filing date: 1901-07-29
Anticipated expiration: 1921-07-30

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Wie bekannt, hört die Eigenschaft der eigentlichen verläfslichen Schweifsbarkeil des Stahls bei etwa 0,75 pCt. Kohlenstoffgehalt auf; kohlenstoffreichere Stahlsorten lassen sich zwar unter Anwendung besonderer Schweifsmittel bei grofser Vorsicht nothdürftig schweifsen, eine derartige Schweifsung ist jedoch durchaus nicht verläfslich.

Es ist ferner bekannt, dafs Stahl mit höherem Kohlenstoffgehalt auf höhere Temperaturen nicht erhitzt werden kann, ohne Gefahr zu laufen, denselben zu überhitzen oder gar zu verbrennen, und aus eben diesem Grunde ist kohlenstoffreicher Stahl schwer schmiedbar. Zur Erreichung grofser Härte ist aber ein hoher Kohlenstoffgehalt unbedingt nothwendig; es läfst sich daher Schmiedbarkeit und Schweifsbarkeit mit grofser Härtungsfähigkeit nicht vereinigen.

Vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf die Herstellung eines Stahls, welcher diese drei wichtigsten Eigenschaften in sich vereinigt und sich dadurch zu den verschiedensten Zwecken vorzüglich eignet.

Das Verfahren zur Herstellung dieses Stahls besteht im Folgenden:

In einem feuerfesten Thontiegel wird sehr reines, weiches Eisen (Draht, Niete, schwarze Nägel) mit pulverisirter Holzkohle und mit einem der Metallsalze der Chromgruppe — Chromoxyd, Molybdänsäure, Wolframsäure, Uranoxyd — oder auch mit Titanoxyd in folgenden Verhältnissen gemengt:

Auf 1000 Theile weiches Eisen

58,3 - Holzkohle,

97.2 - Chromoxyd (Cr₂ Ο_Ά);

58.3 - Holzkohle,

103,5 - Molybdänsäure (Mo O₄ H₂);

46,8 - Holzkohle,

80.2 - Wolframsäure (W O₄ H₂J;

41.4 - Holzkohle,

69.3 - Uranoxyd (U O₂J;

65,9 - Holzkohle,
102,3 - Titanoxyd (Ti 0.₂J.

Dieses Gemenge wird bei langsam steigender Temperatur erhitzt, bis es vollkommen schmilzt und das Ganze aus dem Tiegel auf einen Sandboden zu einer Platte gegossen werden kann. Nach dem Erstarren des Materials, welches eine Legirung des Eisens mit Kohlenstoff und dem beigemengten, nunmehr reducirten Metalle oder Titan darstellt, wird dasselbe zur weiteren Verwendung in kleine Stücke zerschlagen.

Andererseits werden in einem feuerfesten Thontiegel 1000 Theile reinen Federstahles von 0,65 pCt. Kohlenstoffgehalt mit 32,2 Theilen metallischen Kobalts zusammengeschmolzen und hierzu, je nachdem Chrom oder Molybdän oder Wolfram oder Uran oder Titan zur Verfertigung der oben genannten Legirung angewendet wurde, 346,1, 362,4, 361,7, 362,3, 362,1. Theile derselben in Stücken zugesetzt

und bis zur vollständigen Auflösung aller Bestandtheile erhitzt. Das geschmolzene Material wird nach gründlichem Durchrühren in Sandformen gegossen und erstarren gelassen. Nach dem Erstarren wird der Gufs bis zur hellen Rothglut erhitzt und zu Formstücken ausgeschmiedet.

Derart angefertigter Stahl vereinigt, wenn richtige Mischungsverhältnisse und das oben beschriebene Verfahren eingehalten wurden, folgende hervorragende Eigenschaften in sich:

a) Er la'fst sich ausgezeichnet, wie das beste weiche Flufseisen, schmieden; es ist durchaus nicht nothwendig, beim Erhitzen desselben irgend welche Vorsichtsmafsregeln zu beobachten, da man absolut nicht Gefahr läuft, diesen Stahl auch in der Weifsglut zu überhitzen.

b) Dank der letzterwähnten Eigenschaft läfst sich dieser Stahl auch vorzüglich schweifsen, und findet an der Schweifsstelle die innigste Vereinigung der zu schweifsenden Stücke statt, wie es beispielsweise bei weichem Schiuiedeisen der Fall ist. Dieses gilt ebenso für das Schweifsen dieses Stahls mit sich selbst, wie auch für das Zusammenschweifsen mit jedem anderen schweifsbaren Eisen.

c) Nach jeder Bearbeitung in hoher Temperatur ist dieser Stahl, wenn er langsam abgekühlt wurde, so weich, dafs er mit der Feile sehr leicht bearbeitet werden kann.

d) Ohne Rücksicht auf eine vorhergehende Bearbeitung in hoher Temperatur läfst sich dieser Stahl sehr gut härten; wenn man ihn zur hellen Rothglut erhitzt und im Wasser abschreckt, nimmt er eine solche Härte an, dafs das entsprechend zugeschliffene Stück gewöhnliches Fensterglas nicht nur ritzt, sondern mit Leichtigkeit durchschneidet. (Hierbei ist zu bemerken, dafs das gehärtete Stück nach dem Härten von einer etwa 0,1 mm starken weichen Haut überzogen ist; unmittelbar darunter liegt das gehärtete Material). Trotz der grofsen Härte ist dieser Stahl in sehr geringem Mafse spröde und bietet grofsen Widerstand gegen Stöfse. Dieser Stahl läfst sich ebenso wie andere Stahlsorten nach dem Härten anlassen, mit dem Unterschiede, dafs die entsprechenden Anlauffarben in um eine Stufe der Härtescala höherer Temperatur auftreten und daher auch eine eventuelle Enthärtung des Stahls bei der Arbeitsleistung erst bei einer höheren Temperatur als bei anderen Stahlsorten eintreten kann.

Die oben erwähnten Eigenschaften zeigen sich am auffallendsten bei den hier angegebenen Mischungsverhältnissen, die durch zahlreiche Versuche festgestellt wurden und bei welchen die Zusammensetzung des Stahls der Formel

-Pe_168n C_12n Co_4n R_s

entspricht, in welcher R ein Atom eines zur Chromgruppe gehörigen Metalls oder ein Atom Titan bezeichnet und η eine ganze Zahl ist,

welche dem Verhältnisse der Atomgewichte ——

am nächsten liegt.

(Für Cr, Mo, W, U, Ti ist also

η = ι, 2, 4, 5, ι).

Nach dieser Formel kommen auf iooo Th. Eisen 15,32 Th. C, 25,00 Th. Co, 16,64 Th. Cr, 15,34 Th. Mo, 14,78 Th. W, 15,30 Th. U, 15,36 Th. Ti.

Versuche haben aufserdem ergeben, ■ dafs das richtige Zusammenmengen der oben angeführten Materialien für die Erreichung der erwähnten Eigenschaften wesentlich ist und daher als eine unerläfsliche Bedingung des Gelingens betrachtet werden mufs. Durch das Fehlen oder sogar durch die Verminderung des beigemengten Quantums des einen oder des anderen Bestandteiles gehen zugleich mehrere Eigenschaften verloren. So geht z. B. bei geringerem Kohlenstoffgehalt merkwürdigerweise nicht nur die Härtungsfähigkeit, sondern auch die Schweifsbarkeit des Productes verloren, da dieses in der Schweifstemperatur unter Hammerschlägen zerfällt. Ebenso verhält es sich, wenn eines der Metalle der Chromgruppe oder das Titan fehlt.

Die hochgradige Schweifsbarkeit neben der gröfseren Härtungsfähigkeit verdankt also dieses Stahlmaterial dem Kobaltzusatze bei gleichzeitiger , unbedingt nothwendiger Gegenwart entsprechend grofser Mengen von Kohlenstoff und einem Metall der Chromgruppe oder Titan.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zur Herstellung von leicht schweifsbarem und härtbarem Kobaltstahl, dadurch gekennzeichnet, dafs man einem Stahl, welcher 1,532 pCt. Kohlenstoff enthält, 2,5 pCt. Kobalt und etwa 1,5 pCt. eines Metalles der Chromgruppe (Cr, Mo, W, U) oder auch Titan beimengt.